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<title>3.7 天体敏感器 | pansis.io</title>
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1、典型卫星姿态控制系统由姿态敏感器、控制器、控制执行机构一起
2、天文导航是利用天体测量仪器被动测量得到的天体 (月球、地球构成闭环控制回路。其它行星、太阳和恒星)方位信息进行载体位置和姿态计算的一种导航方法
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1、典型卫星姿态控制系统由姿态敏感器、控制器、控制执行机构一起
2、天文导航是利用天体测量仪器被动测量得到的天体 (月球、地球构成闭环控制回路。其它行星、太阳和恒星)方位信息进行载体位置和姿态计算的一种导航方法
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                                <h2>
                                    3.7 天体敏感器
                                </h2>
                                <span class="article-info">
                                    2023-11-12, 1315 words, 5 min read
                                </span>
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                                        <h2 id="一-概念">一、概念</h2>
<p>1、典型卫星姿态控制系统由<strong>姿态敏感器</strong>、<strong>控制器</strong>、<strong>控制执行机构</strong>一起</p>
<p>2、天文导航是利用天体测量仪器被动测量得到的天体 (月球、地球构成闭环控制回路。其它行星、太阳和恒星)方位信息进行载体位置和姿态计算的一种导航方法</p>
<p>3、天文导航系统由<strong>天文测量</strong>部分和<strong>导航解算</strong>部分组成</p>
<p>4、天体测量部分由<strong>敏感头</strong>和<strong>相应总线接口</strong>组成。</p>
<h4 id="5-天体敏感器分类">5、天体敏感器分类</h4>
<ul>
<li>按照敏感天体的不同：地球敏感器、行星敏感器、太阳敏感器（最早、首选、最普遍）、恒星敏感器（最重要）、月球敏感器。</li>
<li>按照所敏感的光谱不同：可见光敏感器、红外敏感器、紫外敏感器。</li>
<li>按照光电敏感器件的不同：CCD天体敏感器、 CMOS APS天体敏感器。</li>
</ul>
<h2 id="二-恒星敏感器">二、恒星敏感器</h2>
<h4 id="1-概念">1、概念</h4>
<p>1、姿态测量的参考源：恒星</p>
<p>2、输出：恒星在星敏感器坐标系下的矢量方向或者直接解算出姿态。</p>
<p>3、单个星敏感器通过观测<strong>不少于 2 颗恒星</strong>，就可实现定姿。</p>
<h4 id="2-恒星敏感器的分类">2、恒星敏感器的分类</h4>
<p>1、星扫描器：具有狭缝视场，适用于自转卫星。可靠性高、信噪比低，现已很少见</p>
<p>2、框架式星跟踪器：有伺服转动机构，将<strong>星像尽可能保持在视场中心</strong>，由识别星的信息和框架轴角值来辅助确定航天器姿态。</p>
<p>3、固定敏感头星敏感器：敏感头固联于载体，自动执行星图预处理、星图匹配和姿态解算。</p>
<p>​                                             没有机械可动部件，可靠性高。</p>
<h2 id="三-太阳敏感器">三、太阳敏感器</h2>
<h4 id="1-概念-2">1、概念</h4>
<p>1、测量值：太阳光线同航天器某一预定的体轴或坐标面之间的夹角</p>
<p>2、输出：获得航天器相对于太阳的姿态</p>
<p>3、太阳敏感器是航天器首选的、也是最普遍应用的姿态敏感器的原因：</p>
<p>​    太阳是一个非常明亮的点光源，辐射强，轮廓清楚，易于敏感和识别，给敏感器的设计和姿态确定算法带来极大方便。</p>
<p>####2、特点</p>
<p>结构简单、工作可靠、功率消耗低、重量小、视场范围广、分辨率高，实时性和准确性高</p>
<h4 id="3-分类">3、分类</h4>
<p>1、两轴模拟式的太阳敏感器：可以同时获得航天器相对于太阳光线的两个姿态角，电路采用<strong>差动法</strong>处理</p>
<p>2、数字式太阳敏感器：其输出信号是一离散函数</p>
<ul>
<li>主要组成部件是狭缝、码盘和光电池排。</li>
<li>太阳方位不同，则狭缝光透过码盘在光电池条上产生的二进制编码不同。</li>
<li>光电池条的数目决定了编码的位数，决定敏感器的分辨力。</li>
</ul>
<h2 id="四-地球敏感器">四、 地球敏感器</h2>
<h4 id="1-概念-3">1、概念</h4>
<p>1、测量值：航天器相对于地球姿态信息</p>
<p>2、输出值：航天器与地球球心连线的矢量方向</p>
<p>3、敏感方式：地平扫描敏感方式、地平热辐射平衡敏感方式</p>
<p>4、地球辐射</p>
<ul>
<li>反射辐射，主要成分是可见光。</li>
<li>自身辐射，大部分是红外辐射。</li>
</ul>
<p>5、地球反照敏感器</p>
<ul>
<li>利用反射的太阳光。</li>
<li>光谱段：可见光光谱段</li>
<li>地球边缘的反照信息随时间而变化</li>
<li>地球边缘的不确定性</li>
</ul>
<p>6、地球红外敏感器</p>
<ul>
<li>利用地球自身的红外辐射</li>
<li>红外波段比可见光的辐亮度变化小得多</li>
<li>地球大气系统在红外波段确定的地平圈更加稳定，测量精度更高</li>
</ul>
<h4 id="2-地球圆盘">2、地球圆盘</h4>
<p>1、定义：从卫星上看，地球乃是张角(即地球对卫星的张角)相当大的圆盘，称为“地球圆盘”。</p>
<p>2、当地垂线：卫星与地球圆盘中心的连线</p>
<h4 id="3-地球敏感器输出信号形式">3、地球敏感器输出信号形式</h4>
<ul>
<li>弦宽:地球敏感器视场轴从进入到离开地球圆盘这一段时间内扫描角的增量。</li>
<li>地中:地球敏感器视场轴与扫描轴决定的平面穿越地球中心的时刻</li>
<li>对地姿态的某个分量，例如: 俯仰或横滚角。</li>
</ul>
<h4 id="4-一般地球敏感器的组成框图">4、一般地球敏感器的组成框图</h4>
<img src="http://cos.pansis.site/202311120216967.png/abc123" alt="image-20231112021624871" style="zoom:45%;" />
<p>1、典型卫星姿态控制系统由----、------、-------一起<br>
2、天文导航系统由-----部分和-----部分组成<br>
3、天体测量部分由-----和-----组成。<br>
4、天体敏感器分类</p>
<ul>
<li>
<p>按照敏感天体的不同：</p>
</li>
<li>
<p>按照所敏感的光谱不同：</p>
</li>
<li>
<p>按照光电敏感器件的不同：</p>
</li>
</ul>
<p>5、恒星敏感器、太阳敏感器、地球敏感器的测量和输出<br>
6、恒星敏感器分类和特点<br>
7、太阳敏感器是航天器首选的、也是最普遍应用的姿态敏感器的原因<br>
8、太阳敏感器的分类<br>
9、两轴模拟式的太阳敏感器电路采用-------处理<br>
10、数字式太阳敏感器中光电池条的数目决定了------，决定敏感器的-----。</p>
<br />
                                            
                                </p>
                            </div>
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                                                    <a href="https://github.pansis.site/tag/zhdhyl/" class="article-info">
                                                        组合导航原理
                                                    </a>
                                                    
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